无中墙连拱隧道爆破振动监测和安全控制方法

摘要

无中墙连拱隧道作为一种新的隧道形式由于其两拱相连,间距过小,导致后行洞爆破施工时对先行洞支护结构及围岩易产生不利影响,需要对爆破进行监测及安全控制。以云南曼腊公路隧道为依托,通过现场实测数据与数值模拟结果相结合,对后行洞爆破开挖进行分析研究。在后行洞爆破施工过程中对先行洞洞壁振动速度进行监测,得到该工程地质条件下后行洞爆破时先行洞洞壁振动速度的传播和衰减规律。建立数值模型,模拟连拱隧道后行洞爆破开挖的施工过程,对模型计算得到的振动速度传播的衰减规律与现场实测数据进行比对,确保离散元模型的可靠性与准确性。对模型中后行洞爆破开挖对先行洞衬砌变形和围岩损伤进行分析,得到衬砌支护结构和围岩的稳定性。综合振动传播规律和数值模拟结果,在确保支护结构和围岩安全的前提下提出针对该隧道的最大段药量,在该工程条件下,建议后行洞爆破时最大段药量不超过15 kg。结合最大段药量和振动衰减规律确定最大允许振动速度,于爆破工作面同一平面的先行洞迎爆侧中墙处振动速度不超过22 cm/s。在后续施工中该安全控制方法可靠有效,可为类似连拱隧道爆破开挖工程提供参考。